4 Структура плавильного отделения

В состав плавильного отделения входят шесть плавильных агрегатов:

- дуговая сталеплавильная печь – ДСП–12Н3 (1 шт);

- дуговая сталеплавильная печь – ДСП-6 (1шт);

- дуговая сталеплавильная печь – ДСП-25 (1шт);

- индукционная тигельная печь – ИЧТ–10/2,5–И2 (3 шт).

Все работы, связанные с выплавкой чугуна в дуговой и индукционных печах производятся в соответствии с инструкциями по безопасности.

Материалы для ведения плавки должны быть сухими и соответствовать требованиям технологической инструкции ТИ – 3 – 303 – ЛК – 09 – 2004 «Отливка листовых чугунных валков для горячей прокатки в ЛЦ».

Полуфабрикаты и материалы должны пройти входной контроль.

Чугуны должны иметь температуру на выпуске в интервале 1350 – 1430 ⁰С согласно технологической карте на заливку.

4.1 Выплавка чугунов

Дуговая трехфазная электропечь ДСП – 12Н3 прямого действия номинальной емкостью 12 т и индукционные тигельные печи промышленной частоты предназначены для получения жидкого литейного чугуна, как серого, так и легированного. На ДСП–12Н3 возможна выплавка углеродистых и легированных сталей.

Дуговая и индукционная печи обладают возможностью перемешивания металла, обеспечивая однородность химического состава и равномерность температуры расплавленного чугуна при высокой скорости и низким угаром элементов.

Работа печей фиксируется в специальном журнале, в котором указываются:

• Дата, номер плавки, марка выплавляемого чугуна и его назначение;

• Состояние механического и электрического оборудования, в том числе время характер и причина выхода из строя электродов;

• Передача смены;

• Расходы компонентов металлошихты и ферросплавов в завалку и отдельно в доводку;

• Хронометраж периодов плавки;

• Время отбора проб, их химический состав, величина отбела на пробе, химический состав ковшевой пробы;

• Температурный режим плавки.

Шихтовые материалы

Все материалы, применяемые при выплавке чугуна должны пройти входной контроль.

Чушковый чугун поставляется по ГОСТ 805-80 марок П1, П2, ПЛ1, ПЛ2 или по стандарту ОАО «ММК» СТП 198-97.

Жидкий чугун из доменного цеха доставляется по ж/д в чугуновозных ковшах в пролет «Б-В» ЛЦ. Он должен соответствовать требованиям ОАО «ММК» СТО 229-99.

Стальной лом. В основном обрезь боковой стенки стального листа и другие виды стального лома, соответствующие ГОСТ 2787-86 марок 1А, 2А. Обрезь боковой кромки листового проката имеет следующий химический состав, %: С=0,1; Si=0,3-0,4; Mn=0,3-0,4; S и Р не более 0,03.

Допускается применение легированного стального лома содержащего хром, никель, медь, молибден, с размерами кусков не более 400х400х400 мм.

Стальной лом доставляется в шихтовый открылок цеха на ж/д платформах. Перегрузка в закрома и выгрузка из них производится мостовым краном с электромагнитной шайбой. Партия легированного стального лома должна иметь сертификат. Хранение легированного лома должно производиться отдельно от углеродистого лома без смешивания.

Лом (бой) валков. При выплавке валкового и легированного чугуна используется лом или бой листовых и сортовых валков. Валки должны быть разделаны в копровом цехе на куски не более 400х400х400 мм. Лом листовых и сортовых валков должен храниться раздельно. Ориентировочный химический состав лома валков приведен в таблице 4.

Таблица 4 – Ориентировочный химический состав лома валков

Тип валков	Химический состав, %
	C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni
Сортовые СПХН	3,3…3,8	0,6…0,8	0,5…0,6	до 0,1	до 0,2	0,6…0,9	1,4…1,7
Листовые ЛПХНд	2,8…3,1	0,5…0,9	0,4…0,5	до 0,1	0,375…0,4	~ 0,5	~ 1,7

Отходы и лом серого чугуна. К ним относятся сливы остатков из ковшей серого промывного чугуна, а также чугунов СЧ15…30 по ГОСТ 1412-85. К нелегированным отходам относятся также стояки литниковой системы валков ЛПХд, литники и стояки изложниц, сортовых кокилей и фасонных отливок, скардовины и скрап серого чугуна.

Лом серого чугуна состоит из отслуживших свой срок и бракованных отливок, произведенных в ЛЦ и др. литейных цехах: лом (бой) изложниц, кокилей, сливных мульд, поддонов, тюбингов и т. п.

Примерный химический состав отходов и лома серого чугуна приведен в таблице 5

Таблица 5 – Примерный химический состав отходов и лома серого чугуна

Материалы	Химический состав, %
	C	Si	Mn	S	P
Сливы промывного чугуна и стояк ЛПХНд валков	3,0…3,3	1,1..1,2	0,3…0,5	до 0,05	до 0,1
Бой изложниц, сортовых кокилей и их литники и т. п.	3,9…4,1	0,5…0,8	0,5…0,6	до 0,1	до 0,1
Тюбинги СЧ15…30	3,3…3,5	1,8…2,3	0,6…0,9	до 0,1	до 0,1

Легированные отходы. Главным образом это сливы промывки – чугун, легированный никелем и хромом переменного состава, вытесненный из формы двухслойного валка при его промывке. Промывка сливается из формы в мульду с перегородкой. Каждая емкость мульды вмещает 3,5-3,7 т промывки. После выбивки из мульды промывки на ней мелом записывается номер валка и дата. Сливы промывки ЛПХНд в среднем содержат, %: С=2,7-2,8; Si=0,5-0,8; Mn=0,5. Содержание хрома и никеля в промывке на 0,2-0,4 % ниже, чем в основном металле промытого валка.

Примерный химический состав промывки индефинитных валков, %: C~3,25; Si~0,9; Mn~0,9; P~0,17; S~0,05; Cr~1,2; Mo~0,2; Ni~3,7.

К легированным отходам относятся также остатки основного металла сортовых валков, слитые в кокиля емкостью ~1 тн.

Ферросплавы и лигатуры применяются для легирования и модифицирования серых и валковых чугунов: ферросилиций ФС65 ГОСТ 1415-93, основной модификатор СЧ; ферромарганец ФМн70…78 ГОСТ 4755-91; феррофосфор ФФ14…18 по ТУ14-5-72-80; феррохром высокоуглеродистый ФХ650…800 А и Б ГОСТ4757-79; ферромолибден ФМо52…60 ГОСТ 4759-91; ферротитан ФТи30 ГОСТ 4761-80; никель металлический (гранулы, пластины, слитки) Н-2, Н-3, Н-4 ГОСТ 849-70; медь металлическая, куски не более 400х400х400 мм марки М-1,М-2, М-3 ГОСТ 859-78.

Допускается применение комплексных ферросплавов и лигатур: ферросиликомарганец СМн10…20 ГОСТ 4756-77 и силикокальций СК10…15 ГОСТ 4762-71 для легирования и модифицирования; ферросилиций с углеродом и барием (аналог инокулятора «ИНОКАРБ») ФС45У30Ба4 по ТУ139-163-200 для модифицирования промывного чугуна индефинитных валков; лигатура ферросиликомагниевая ФСМг611; 701; 711; 910 по ТУ 14-5-248-01 для получения чугуна с шаровидным графитом.

Флюсы вспомогательные материалы. Бой электродов ДСП фракцией 3…10 мм. Графит ГЛ и ГЛС всех марок по ГОСТ 17022-88 – для науглероживания расплавов чугуна. Известняк по СТО ММК 227-99 для шлакообразования; люнкерит Л-32 по СТП 101-46-86 и/или перлитно-коксовая смесь - утепления прибылей; окалина железная – отход кузнечнопрессового производства, для окисления примесей и разжижения шлака; плавиковый шпат (флюорит) ГОСТ 7618-83, для разжижения шлака.

Лом стальной и чугунный должны быть очищены от земли, песка, цветных металлов и пр. Размер кусков должен быть не более 400х400х400 мм.

Все шихтовые материалы должны храниться по маркам в специально отведенных местах (закромах, закрытых коробках) с указанием материала.

Все шихтовые материалы при подачи к печи должны быть сухими.

Выпуск чугуна из печей

Выпуск чугуна производится в чистый, подогретый газовой горелкой до температуры 600-800 ⁰С (футеровка имеет при этом темно-красный цвет) разливочный ковш. После выпуска из ковша отбирается проба на химический анализ.

Температура металла в ковше должна быть в пределах 1280-1380 ⁰С для чугуна, не подвергающегося модифицированию и 1370-1400 ⁰С для чугуна, который модифицируется.

Годность к заливке определяется по результатам ковшевой пробы.

Заливку форм отливок и проб производить после очистки зеркала металла от шлака при температуре чугуна, указанной в технологической карте на отливку, в зависимости от марки чугуна, массы и толщены стенки отливки.

Модифицирование чугуна

Для повышения определенных свойств чугуна для заливки тонкостенных отливок ответственного назначения чугун следует модифицировать ферросилицием. При этом необходимо учитывать, что эффект модифицирования ограничен во времени и действует в течение 30-40 минут.

Модификатор фракции 3-10 мм необходимо вводить в сухом состоянии в струю металла при наполнении ковша с помощью специального желоба или лотка. Допускается небольшие порции (до 50 кг) модификатора давать на струю вручную.

Расход модификатора в зависимости от марки чугуна и его температуры составляет 0,4…0,6 % от его веса. Усвоение кремния при модифицировании ферросилицием ФС75 составляет 80-85 %.При модифицировании необходимо перегреть чугун до температуры 1350-1400 ⁰С и выдержать в печи 10-20 минут.

Получение высокопрочного чугуна

Высокопрочный чугун (ВЧ) получают путем модифицирования его комплексными модификаторами.

Модифицирование проводить либо путем подачи дробленого (1-10 мм) модификатора на струю металла сливаемого из печи с помощью специального желоба-лотка, либо сэндвич-процессом.

При модифицировании сэндвич-процессом модификатор ФСМг фракцией 10-20 мм укладывается на дно ковша в количестве 2 % от массы расплава и пригружается стальной обрезью (предварительно обожженной) в количестве 100-150 кг. Для вторичного модифицирования в конце выпуска на струю присадить 0,1-0,2 % от массы расплава ферросилиций ФС65

Для надежного модифицирования чугун в печи перегревают до температуры 1380-1420 ⁰С.

При температуре ниже 1380 ⁰С процесс модифицирования идет не интенсивно и шаровидного графита не образуется. Эффект модифицирования сохраняется в течение 30 минут, поэтому температуру модифицирования, температуру заливки и время выдержки нужно выбирать так, чтобы не утратить эффект модифицирования.

Измерение температуры чугуна

Замеры температуры жидкого чугуна проводят измерительным комплексом. Он состоит из:

• термопары погружения (штанга);

• термоэлектрического преобразователя ПТПР-91 (термоблок) ТУ 311-0226258.018-91;

• показывающего и регистрирующего прибора (потенциометр) Диск-250-4121 ГОСТ7164-68.

Замена термоблока проводится после каждого замера.

Измерение температуры жидкого чугуна производят:

• в чугуновозных ковшах по поступлению их в цех;

• в индукционных печах во время плавления металла;

• в разливочных ковшах перед заливкой форм.